风力机减振方法、系统、装置、计算机设备和存储介质

本技术涉及风力发电，特别是涉及一种风力机减振方法、系统、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术：

1、随着全球对可再生能源需求的增长，风电行业逐渐成为解决能源问题的重要组成部分。风力发电作为其中的重要形式之一，正日益受到关注和发展。风力机作为风力发电的核心设备，其设计不断演进，追求更高的效率和更大的功率输出。然而，随着风力机尺寸的不断增大，尤其是塔筒高度的增加，振动控制成为了风电行业亟待解决的技术难题之一。

2、传统技术中，为了有效控制风力机塔筒的振动，常采用的方法包括机电控制系统和结构响应控制系统。机电控制系统主要通过转矩控制和变桨控制来实现减载优化，从而减轻塔筒的振动。而结构响应控制系统则采用了一系列先进的技术，如调谐质量阻尼器（tmd）、调谐液体阻尼器（tld）和调谐液柱阻尼器（tlcd），通过在风力机结构中引入这些阻尼器来控制结构的振动响应，从而减少振动对风力机的影响。

3、然而，传统技术中，机电控制系统虽然能够通过转矩控制和变桨控制来减轻振动，但其受限于硬件设施和控制算法，难以完全消除塔筒振动的影响。其次，结构响应控制系统虽然采用了先进的技术，但需要在风力机结构中引入额外的装置，增加了系统复杂性和成本，同时可能影响风力机的整体性能和可靠性。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够减小或抑制风力机振动、降低减振能耗以及延长风力机使用寿命的风力机减振方法、系统、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

2、第一方面，本技术提供了一种风力机减振方法，包括：

3、获取当前压力信息；

4、根据所述压力信息和预设判断阈值对当前风况进行分析判断，获得风况分析结果；

5、当所述风况分析结果为转子减振装置满足启动条件，基于所述压力信息和预设模态振型算法对风力机进行振型分析，获得振型分析结果；

6、基于所述振型分析结果和预设测定阈值确定转子旋转速度和转子方向。

7、在其中一个实施例中，所述根据所述压力信息和预设判断阈值对当前风况进行分析判断，获得风况分析结果，包括：

8、根据所述压力信息和预设运动方程对风力机进行振动分析，获得所述预设运动方程的稳态解；基于所述预设运动方程的稳态解确定振幅；

9、基于所述稳态解和预设阻尼参数确定风力机的振动放大系数；

10、基于所述稳态解、所述预设阻尼参数和风力机参数信息对所述风力机进行力传递分析，获得力传递率；

11、基于所述振动放大系数、所述力传递率和所述预设判断阈值对当前风况进行分析判断，获得风况分析结果。

12、在其中一个实施例中，所述基于所述振动放大系数、所述力传递率和所述预设判断阈值对当前风况进行分析判断，获得风况分析结果，包括：

13、基于所述振动放大系数对风力机的当前振幅变化进行分析，获得振幅分析结果；

14、当所述振幅分析结果为振动处于放大变化，将所述力传递率和所述预设判断阈值进行比较分析，获得比较分析结果；

15、当所述比较分析结果为力传递率大于预设判断阈值，将转子减振装置满足启动条件设定为风况分析结果。

16、在其中一个实施例中，所述当所述风况分析结果为转子减振装置满足启动条件，基于所述压力信息和预设模态振型算法对风力机进行振型分析，获得振型分析结果，包括：

17、当风况分析结果为转子减振装置满足启动条件，基于所述压力信息中受力检测信息对风力机进行受力分析，获得当前受力方向；

18、根据加速度信号、激励信号和所述预设模态振型算法对风力机进行振型分析，获得风力机的振型分析结果。

19、在其中一个实施例中，所述根据加速度信号、激励信号和所述预设模态振型算法对风力机进行振型分析，获得风力机的振型分析结果，包括：

20、对所述加速度信号和所述激励信号进行时频转换，获得频域加速度信号和频域激励信号，以及基于所述频域加速度信号对应的频谱图确定初始模态频率；

21、基于所述频域加速度信号和所述频域激励信号确定频响函数；

22、对所述频响函数的峰值进行归一化处理计算，获得归一化振幅和相位差；

23、基于所述归一化振幅和所述相位差确定风力机的模态振型。

24、第二方面，本技术还提供了一种风力机减振系统，包括：

25、信息获取模块，用于获取当前压力信息；

26、分析判断模块，用于根据所述压力信息和预设判断阈值对当前风况进行分析判断，获得风况分析结果；

27、信息处理模块，用于当所述风况分析结果为转子减振装置满足启动条件，基于所述压力信息和预设模态振型算法对风力机进行振型分析，获得振型分析结果；

28、调节控制模块，用于基于所述振型分析结果和预设测定阈值确定转子旋转速度和转子方向。

29、第三方面，本技术还提供了一种风力机减振装置，适用于如上述任一所述实施例的风力机减振方法，包括：

30、加速度传感器，设置在所述塔筒外壁，用于监控塔筒所受载荷的情况，并将压力信号转化为电信号；

31、转子减振装置，设置在所述塔筒内部，用于在塔筒收到外部激励产生振动时减小或抑制振动幅度；

32、粘滞阻尼器，分别与所述塔筒和所述转子振动装置连接，用于抑制塔筒的振动并吸收振动能量。

33、在其中一个实施例中，所述转子减振装置包括外层球壳、内层球壳、电机和转子，所述外层球壳与所述粘滞阻尼器的一端连接，所述内层球壳设置在所述外层球壳内部，且所述内层球壳和所述外层球壳通过所述电机连接，所述电机设置有两个且两个所述电机关于所述内层球壳的球心对称设置，所述转子设置在所述内层球壳内部；

34、其中，所述电机的转动轴沿竖直方向设置，且所述转子与所述转动轴垂直设置。

35、第四方面，本技术还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

36、获取当前压力信息；

37、根据所述压力信息和预设判断阈值对当前风况进行分析判断，获得风况分析结果；

38、当所述风况分析结果为转子减振装置满足启动条件，基于所述压力信息和预设模态振型算法对风力机进行振型分析，获得振型分析结果；

39、基于所述振型分析结果和预设测定阈值确定转子旋转速度和转子方向。

40、第五方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

41、获取当前压力信息；

42、根据所述压力信息和预设判断阈值对当前风况进行分析判断，获得风况分析结果；

43、当所述风况分析结果为转子减振装置满足启动条件，基于所述压力信息和预设模态振型算法对风力机进行振型分析，获得振型分析结果；

44、基于所述振型分析结果和预设测定阈值确定转子旋转速度和转子方向。

45、第六方面，本技术还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

46、获取当前压力信息；

47、根据所述压力信息和预设判断阈值对当前风况进行分析判断，获得风况分析结果；

48、当所述风况分析结果为转子减振装置满足启动条件，基于所述压力信息和预设模态振型算法对风力机进行振型分析，获得振型分析结果；

49、基于所述振型分析结果和预设测定阈值确定转子旋转速度和转子方向。

50、上述风力机减振方法、系统、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，当风力机的塔筒收到风力载荷时，获取风力机塔筒的当前压力信息并对其进行分析，以确定当前风况对风力机塔筒造成的载荷是否超过风力机塔筒结构自身的减振吸能范围，即确定当前风况是否为极端风况，并在确定当前风况为极端风况时通过对当前压力信息的分析确定受风力载荷方向，同时利用当前压力信息分析风力机的模态振型，再结合预先测定实验确定的测定阈值分析确定转子旋转速度和转子方向，达到能够通过减振装置控制振动，提升风力机稳定性、延长寿命、降低能耗，以及即使在极端风况下，也能有效抑制塔筒振动，确保风力机运行稳定。